一种配电台区的光伏消纳优化控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种配电台区的光伏消纳优化控制方法及系统，光伏消纳优化控制方法包括：根据光照强度将配电台区划分为多个配电区间；获取不同配电区间内能源转换设备的历史运行数据；基于光照强度和历史运行数据得到多个配电区间内光伏电站的预测运行数据；基于多能耦合出力模型和预测运行数据调节光伏电站的最佳输出电压。本发明专利技术充分考虑能源转换设备运行约束，对火电机组运行成本、光伏消纳、负荷需求响应补偿成本等因素调控实现削峰填谷，能够有效提高光伏消纳效率，提升光伏发电系统运行稳定性的综合性管理手段。稳定性的综合性管理手段。稳定性的综合性管理手段。

【技术实现步骤摘要】
一种配电台区的光伏消纳优化控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及光伏消纳
，尤其涉及一种配电台区的光伏消纳优化控制方法及系统。

技术介绍

[0002]光伏发电系统并网装置能够把光伏电源的电力传输到电力网络中进行消纳。然而，在光伏发电系统大规模接入交直流混合配电台区时，对输出电压控制和继电保护都会产生一定影响。
[0003]如CN109599890A公开一种低压配电网的高比例光伏消纳方法及系统，包括：求解低压配电网的预设最优潮流模型，获取低压配电网对应的最优潮流结果；根据最优潮流结果对低压配电网进行优化，以实现对低压配电网的高比例光伏消纳；其中，预设最优潮流模型的目标函数包括低压配电网的第一目标函数和第二目标函数，第一目标函数为低压配电网的网损最小，第二目标函数为低压配电网的光伏切机量最小；预设最优潮流模型的约束条件包括：潮流约束、电压约束、三相不平衡约束、中性线电压约束、支路电流约束、光伏逆变器容量约束、储能约束以及有载分接开关OLTC相邻时段调节挡位数约束。
[0004]因此，如何有效地控制配电台区光伏消纳能力，提高光伏并网速度是本领域亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种配电台区的光伏消纳优化控制方法及系统。充分考虑能源转换设备运行约束，对火电机组运行成本、光伏消纳、负荷需求响应补偿成本等因素调控实现削峰填谷，能够有效提高光伏消纳效率，提升光伏发电系统运行稳定性的综合性管理手段。
[0006]第一方面，本专利技术提供一种配电台区的光伏消纳优化控制方法，包括：
[0007]根据光照强度将配电台区划分为多个配电区间；
[0008]获取不同配电区间内能源转换设备的历史运行数据；其中，能源转换设备包括火电机组、光伏电站和负荷设备；
[0009]基于光照强度和历史运行数据得到多个配电区间内光伏电站的预测运行数据；
[0010]基于预先构建的多能耦合出力模型和预测运行数据调节不同配电区间内光伏电站的实时输出电压。
[0011]进一步的，所述光伏消纳优化控制方法还包括：
[0012]获取配电台区中接入所有光伏电站的总容量；
[0013]根据总容量和预定接入比例得到最大接入容量阈值；
[0014]根据所有光伏电站的极限运行条件得到所有光伏电站的最小总容量；其中，所有光伏电站的最小容量通过以下公式计算：
[0015][0016]式中，ΔG
总
为所有光伏电站的最小总容量，F
max
表示所有光伏电站的最大负载；q
min
表示所有光伏电站的最小负荷；
[0017]在所有光伏电站的最小总容量和最大接入容量阈值构成的范围之内调节所有光伏电站接入配电台区的接入容量。
[0018]进一步的，光伏电站的历史运行数据包括预定周期内与输出电压对应的光伏消纳量数据，火电机组的历史运行数据包括预定周期内的发电量数据和启停状态数据，负荷设备的历史运行数据包括预定周期内的需求响应负荷值数据。
[0019]进一步的，基于光照强度和历史运行数据得到多个配电区间内光伏电站的预测运行数据，包括：
[0020]获取不同配电区间内光伏电站在预定周期内的光伏消纳量；
[0021]筛选同一时刻每一配电区间中最大的光伏消纳量；
[0022]根据最大的光伏消纳量获取对应的光伏电站；
[0023]根据光伏电站得到各个配电区间中最大光伏消纳量对应的输出电压；
[0024]根据光伏电站的历史运行数据和最大光伏消纳量对应的输出电压，获取预定周期所有时刻不同配电区间预测的光伏消纳量；具体包括：
[0025]将每一配电区间中最大光伏消纳量对应的输出电压标记为其配电区间内所有光伏电站的输出电压；
[0026]将所有光伏电站的输出电压与其对应的历史运行数据进行匹配，获取预测的光伏消纳量。
[0027]进一步的，预先构建的多能耦合出力模型，包括：
[0028]采集配电台区内所有的能源转换设备；
[0029]获取能源转换设备对光伏消纳的影响参数；
[0030]基于影响参数构建最小目标函数；
[0031]给出不同能源转换设备的影响权重，并结合最小目标函数得到多能耦合出力模型E；
[0032]其中，多能耦合出力模型E，具体包括：
[0033][0034]式中，minF为最小目标函数，ω1表示火电机组运行权重；ω2表示光伏消纳权重；ω3表示负荷需求响应补偿权重；ω1+ω2+ω3＝1；T表示预定周期；n1、n2分别表示火电机组数量和光伏电站数量；c
i
、z
i
分别表示第i个火电机组燃烧成本系数和第i个火电机组启停成本；W
i,t
表示第i个火电机组的t时刻发电量；u
i,t
表示第i个火电机组在t时刻的启停状态，启动状态为1，停止状态为0，u
i,t
∈{0,1}；X
t
和X
′
t
分别表示光伏发电在t时刻预测的光伏消纳量和实际的光伏消纳量，0≤X
′
t
≤X
t
；λ表示需求与电价线性系数；Δq
t
表示需求响应负荷值；0≤W
i,t
≤W
i,max
，W
i,max
表示第i个火电机组的发电量最大值。
[0035]进一步的，给出不同能源转换设备的影响权重，包括：
[0036]根据不同能源转换设备对最小目标函数的影响因素构建各影响因素之间相互关联的层次结构；
[0037]根据层次结构将各影响因素两两比较，并按照比较的影响程度进行赋值，得到判断矩阵；其中，判断矩阵A为：
[0038][0039]式中，b
11
表示火电机组的影响因素对最小目标函数的影响程度赋值，b
12
表示火电机组的影响因素相比于光伏电站的影响因素对最小目标函数的影响程度赋值，b
13
表示火电机组的影响因素相比于负荷设备的影响因素对最小目标函数的影响程度赋值，b
21
表示光伏电站的影响因素相比于火电机组的影响因素对最小目标函数的影响程度赋值，b
22
表示光伏电站的影响因素相比于光伏电站的影响因素对最小目标函数的影响程度赋值，b
23
表示光伏电站的影响因素相比于负荷设备的影响因素对最小目标函数的影响程度赋值，b
31
表示负荷设备的影响因素相比于火电机组的影响因素对最小目标函数的影响程度赋值，b
32
表示负荷设备的影响因素相比于光伏电站的影响因素对最小目标函数的影响程度赋值，b
33
表示负荷设备的影响因素相比于负荷设备的影响因素对最小目标函数的影响程度赋值；
[0040]根据判断矩阵得到其每行所有元素积的方根；具体包括：...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种配电台区的光伏消纳优化控制方法，其特征在于，包括：根据光照强度将配电台区划分为多个配电区间；获取不同配电区间内能源转换设备的历史运行数据；其中，能源转换设备包括火电机组、光伏电站和负荷设备；基于光照强度和历史运行数据得到多个配电区间内光伏电站的预测运行数据；基于预先构建的多能耦合出力模型和预测运行数据调节不同配电区间内光伏电站的实时输出电压。2.根据权利要求1所述的光伏消纳优化控制方法，其特征在于，所述光伏消纳优化控制方法还包括：获取配电台区中接入所有光伏电站的总容量；根据总容量和预定接入比例得到最大接入容量阈值；根据所有光伏电站的极限运行条件得到所有光伏电站的最小总容量；在所有光伏电站的最小总容量和最大接入容量阈值构成的范围之内调节所有光伏电站接入配电台区的接入容量。3.根据权利要求1所述的光伏消纳优化控制方法，其特征在于，光伏电站的历史运行数据包括预定周期内与输出电压对应的光伏消纳量数据，火电机组的历史运行数据包括预定周期内的发电量数据和启停状态数据，负荷设备的历史运行数据包括预定周期内的需求响应负荷值数据。4.根据权利要求3所述的光伏消纳优化控制方法，其特征在于，基于光照强度和历史运行数据得到多个配电区间内光伏电站的预测运行数据，包括：获取不同配电区间内光伏电站在预定周期内的光伏消纳量；筛选同一时刻每一配电区间中最大的光伏消纳量；根据最大的光伏消纳量获取对应的光伏电站；根据光伏电站得到各个配电区间中最大光伏消纳量对应的输出电压；根据光伏电站的历史运行数据和最大光伏消纳量对应的输出电压，获取预定周期所有时刻不同配电区间预测的光伏消纳量；具体包括：将每一配电区间中最大光伏消纳量对应的输出电压标记为其配电区间内所有光伏电站的输出电压；将所有光伏电站的输出电压与其对应的历史运行数据进行匹配，获取预测的光伏消纳量。5.根据权利要求4所述的光伏消纳优化控制方法，其特征在于，预先构建的多能耦合出力模型，包括：采集配电台区内所有的能源转换设备；获取能源转换设备对光伏消纳的影响参数；基于影响参数构建最小目标函数；给出不同能源转换设备的影响权重，并结合最小目标函数得到多能耦合出力模型E；其中，多能耦合出力模型E，具体包括：
式中，minF为最小目标函数，ω1表示火电机组运行权重；ω2表示光伏消纳权重；ω3表示负荷需求响应补偿权重；ω1+ω2+ω3＝1；T表示预定周期；n1、n2分别表示火电机组数量和光伏电站数量；c
i
、z
i
分别表示第i个火电机组燃烧成本系数和第i个火电机组启停成本；W
i,t
表示第i个火电机组的t时刻发电量；u
i,t
表示第i个火电机组在t时刻的启停状态，启动状态为1，停止状态为0，u
i,t
∈{0,1}；X
t
和X
t
′
分别表示光伏发电在t时刻预测的光伏消纳量和实际的光伏消纳量，0≤X
t
′
≤X
t
；λ表示需求与电价线性系数...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾俊，范炜豪，姚建光，孙泰龙，王健，张泽，翁蓓蓓，鞠玲，徐捷，潘煜斌，
申请(专利权)人：国网上海能源互联网研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：